飛機的俯仰穩定性

飛機作為一種在空中飛行的航空器，它必須具有一定的穩定性，否則就會出現可怕的後果。那什麼是穩定性呢？舉個例子，一顆圓形的小球處於凹坑的底部，如果它受到擾動而離開時，但是最終在重力的作用下它還是會返回底部，那麼我們就說它是穩定的。反之，如果小球處於一個凸圓的頂部，當它受到擾動時它無法回到原位，那它就是不穩定的。飛機的穩定性包括俯仰穩定性、偏航穩定性和滾轉穩定性。但是今天我們就只談飛機的俯仰穩定性。

俯仰穩定性是飛機繞橫軸的一種穩定情況，它影響著飛機迎角的變化。在飛行中，當飛機受到微小擾動而偏離其平衡狀態，在擾動去除時，不經駕駛員的操作飛機能自動回到原來的狀態，則稱飛機具有俯仰穩定性。

這裡我們介紹兩個假想的點，一個是飛機的重心，另一個是飛機的氣動焦點。簡單來說，我們把重心想象成飛機全部的重量都集中在這一點，氣動焦點則是飛機受到的附加升力集中在這一點。當飛機重心位於氣動焦點之前的時候，我們就說這架飛機具有俯仰穩定性。當飛機受到擾動抬頭的時候，即飛機攻角變大，附加升力增大相對重心形成一個低頭的力矩，飛機就處於平衡狀態了。

因此，飛機的重心位置對於飛機來說至關重要。

飛機飛行有一個安全起降的重量，超過了這個重量，飛機將會出現不安全的情況。飛機超重了，起飛距離就會急劇增加，甚至出現無法起飛的現象；降落的時候，容易造成起落架折斷、機身結構受損、剎車距離過長等情況，導致意外事故的發生。緊急情況發生時，飛機一般都會在空中放油減輕重量，然後才能降落。

因此，透過上述分析我們知道，飛機的重心位置和飛機的重量關係著飛行安全。每一架飛機都有自己的重量和重心資料，飛機的貨物裝載和乘客的安排都要根據這些資料來進行合理的佈局。

但是飛機的重心和重量並不是一成不變的。當飛機經過一些重大維修或者改裝的時候，飛機的重心和重量就會發生變化。例如前幾年，我國對波音737NG進行了碳剎車改裝，把重量較重的鋼剎車換成較輕的碳剎車，因此就需要稱重來重新確定重心和重量的資料。國家民航局規定，運輸類飛機在4年之內至少要進行一次稱重。

現代飛機主要透過飛機稱重系統進行稱重。整個稱重系統由稱臺、引橋、輪擋和採集裝置等構成。飛機的起落架都佈置一套這樣的系統，然後由牽引車把飛機牽引上去，之後機務人員記錄每個起落架處稱臺的讀數，透過系統的計算就能知道飛機的重量和重心範圍了。

當然要稱重了。飛機都有最大裝載量的限制，乘客、行李物品以及貨物裝載的位置，這些都會影響到飛機的重心，而飛機在空中飛行的時候要確保載重平衡，否則就會影響到飛機的飛行姿態進而影響到飛行效率，嚴重點的話還有可能釀成嚴重的飛行事故。所以，基於飛行安全和飛行效率兩方面的考慮，飛機都有必要進行稱重。

歷史上發生過多起因飛機配重失衡而導致的空難：1981年2月7日，一架蘇聯海軍圖-104A型飛機從列寧格勒（現聖彼得堡）附近的普希金軍用機場起飛，剛上升到50米高度時就發生墜機事故。飛機一頭栽在跑道上，爆炸起火，全機51人無一倖存。遇難者中有16名蘇聯海軍太平洋艦隊高階將領，包括艦隊司令斯比利多諾夫海軍上將、艦隊航空兵司令巴普洛夫海軍中將。就因為這些高階將領們採購了大量物品帶上飛機，結果導致實際載重量超過圖-104的最大載重量，而且貨物堆放在機尾使得重心偏後，嚴重破壞了飛機的平衡，這才導致了墜機事故。

飛機出廠後，製造商會給出這架飛機的空機重量。然而在實際的執行過程當中，這個數字是會發生變化的。機體表面可能會積累一些灰塵，內部會附著一些油脂。長此以往就會影響到空機重量和實際重心位置。於是每隔個三四年，飛機都會進行稱重，計算出空機重量、得出重心位置。空機重量加上各種座椅、乘客、行李、燃油等，基於這些資料，飛機才可以實現配重平衡，才能在確保飛行安全的前提下獲得最大的經濟效益。

飛機是一種高科技含量的精密機器，飛機自重影響起飛重量，飛機的最大起飛重量就是機翼所能提供的最大升力，超過這個極限的話飛機會飛不起來或機翼承受不了而解體，另外飛機自身重量也影響載重和航程。所以飛機稱重很重要。